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中国“天眼”FAST 找到外星人要多久?

作者:付静
2020/05/12 18:32

人的知识就好比一个圆圈,圆圈里面是已知的、外面是未知的。知道得越多,圆圈就越大,不知道的也就越多。

这句出自古希腊哲学家芝诺(Zeno)的名言,至今依然适用。短短几个世纪内,天文学领域发生了一次次重大的范式转移,人类对宇宙的认知不断深化,但实际上超出人类当前理解范围的,仍是数不胜数。

2020 年 4 月 28 日,中国“天眼”——500 米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,FAST)正式开启地外文明搜索。30 日,FAST 望远镜首次发现距离地球约 85 亿光年的新快速射电暴。

不过,“天眼”能否找到外星人、快速射电暴究竟传达了何种信号,仍是未解之谜。

中国“天眼”

要了解浩瀚无垠的宇宙,必定要借助工具。

1931 年,在著名的美国贝尔实验室(BellLaboratory)里,专门负责搜索、鉴别电话干扰信号的无线电工程师 Karl Guthe Jansky 发现了一种每隔 23 小时 56 分 04 秒就会出现最大值的无线电干扰。

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次年,Karl Guthe Jansky 在一篇文章中写到,这一干扰信号是来自银河系中的射电辐射,由此他也开创了用射电波研究天体的新纪元,天文学中最重要的工具之一——「射电望远镜」(radio telescope)得以诞生。

不过,不同于演唱会追星用的普通望远镜,射电望远镜看上去就像一口巨大的锅。

中国“天眼”FAST 找到外星人要多久?

具体来讲,射电望远镜可用来观测、研究来自天体的射电波,包括收集射电波的定向天线、放大射电信号的高灵敏度接收机、信息记录、处理和显示系统等,可测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。

值得一提的是,20 世纪 60 年代天文学领域的“四大发现”——脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子都与射电望远镜有关。

1993 年,在东京召开的国际无线电科学联盟大会上,中国等 10 个国家的天文学家提出建造新一代射电大望远镜,希望在全球电信号环境恶化到不可收拾的地步之前,多收获一些射电信号。

1994 年,FAST 工程的概念便提出了。不过,考虑到巨额的经费和无数的科研人力,建造射电望远镜绝非易事:

宇宙中最精确的时钟

根据百度百科,这一耗时近 26 年立项、建造、正式投入使用的中国“天眼”,有四大应用价值

正如 FAST 望远镜总工艺师王启明表示:

在 FAST 的科学目标中,排在最前列的是寻找脉冲星。

雷锋网了解到,脉冲星(Pulsar),从字面意思理解就是不断发出电磁脉冲信号的中子星。

那么,中子星又是什么星?

实际上,黑洞是一个没有大小但有质量,因此密度近乎无穷大的点。而中子星(neutron star)是除黑洞外密度最大的星体。中子星和黑洞的形成过程类似——在一个恒星即将灭亡时,其核心在自身重力的作用下迅速地收缩、塌陷、发生强力爆炸。可见,中子星的神秘性不亚于黑洞。

1967 年 10 月,剑桥大学一个实验室里,一名年仅 24 岁的女研究生 Jocelyn Bell Burnell 发现了脉冲星 PSR1919+21,这也是人类历史上发现的第一颗脉冲星。

据了解,由于脉冲星发出的信号具有严格的周期性,因此被认为是宇宙中最精确的时钟,由于其神秘性,不少网友也将其加入“宇宙级吉尼斯”之列。

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如上所述,FAST 望远镜目前已发现并认证的脉冲星达到 114 颗,其实力可见一斑。

能找到外星人吗?

值得我们关注的是,FAST 还有一项重要任务——探索地外文明。

中国科学院国家天文台表示:

2018 年 9 月,国家天文台博士生张志嵩与 Dan Werthimer 教授、北京师范大学等单位合作,在 FAST 现场对高分辨率的 SETI 后端进行了安装测试。2019 年 7 月,研究人员分析处理了漂移扫描数据,实现频率分辨率 4Hz,并成功去除大部分射频干扰,筛选出多组窄带候选信号,为开启地外文明搜索打下了坚实的基础。 

2020 年 4 月 28 日,FAST 正式开启地外文明搜索。

中国“天眼”FAST 找到外星人要多久?

不过,即便 FAST 实力不凡,当前全世界范围内都没有确凿的证据证实外星人的存在,寻找到外星人,极有可能是我们有生之年无法见证的事情。

正如知乎一位高赞答主、天体物理学博士刘博洋所言:

虽然对 FAST 在搜索地外智慧领域的未来充满期待,但还是尽人事,听天命,如此而已。

雷锋网此前曾报道过,探索地外智慧的历史可追溯到上世纪 60 年代:

中国“天眼”FAST 找到外星人要多久?

另外,霍金曾在生前警告“人类不应主动寻找外星人”。

且不论时间、资金、人力等成本或技术水平,能否找到外星人、外星人是否会对我们带来威胁,都是未解之谜。

雷锋网注意到,网络上的说法五花八门,其中不少网友也认为主动寻找外星人应当谨慎而行——倘若外星人是善意的物种,那便有了 happy ending,然而这可能会是小概率事件,而其他情形则更像是《三体》中的“黑暗森林”理论,人类可能将会面临不太好的结果。

宇宙在宣泄能量?

2020 年 4 月 30 日,FAST 望远镜首次发现距离地球约 85 亿光年的新快速射电暴。

中国科学院国家天文台表示,研究人员朱炜玮、李菂等与合作者利用自主研发的搜寻技术,结合深度学习,对海量的 FAST 数据进行快速搜索,新的快速射电暴得以发现。

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值得一提的是,这是 FAST 望远镜盲搜发现的首个 FRB。而这发生在宇宙深处转瞬即逝的闪动,经历了长达 85 亿年的长途旅行,终于在 2018 年 11 月 23 日到达地球。

实际上,快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)是宇宙中突然出现的短暂、猛烈的无线电波暴发,其持续时间极短,释放出的能量却相当于太阳一整天内释放的能量。

2019 年,加拿大天体物理学家 Victoria Kaspi 因利用被誉为“FRB 猎手”的加拿大氢强度测绘实验望远镜(CHIME)发现了 FRB,入选 Nature 年度十大科学人物。

对于 FRB,目前也只能用“来历不明”来描述,不过经常会被认为与外星文明有关,原因在于人类是用无线电波进行通信。

不难发现,不论是脉冲星、外星人,还是快速射电暴,很多时候只能打上一个问号。毕竟,在宇宙的长河中,我们都只是短暂的浪花。

引用来源:

[1]http://www.bao.ac.cn/xwzx/kydt/202004/t20200428_5565266.html

[2]http://www.bao.ac.cn/xwzx/kydt/202004/t20200430_5568251.html

[3]https://arxiv.org/abs/2004.14029

[4]https://baike.baidu.com/item/500%E7%B1%B3%E5%8F%A3%E5%BE%84%E7%90%83%E9%9D%A2%E5%B0%84%E7%94%B5%E6%9C%9B%E8%BF%9C%E9%95%9C/2504551?fr=aladdin#1

[5]https://www.zhihu.com/question/391259519/answer/1186811743

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